地表基质可以被看作地球的“皮肤”,它们与地表覆盖层和地下资源层共同构成了地球表面的复杂环境。理解地表基质的组成、特征和演化过程对于环境保护、资源开发和地质研究都具有重要意义。

自然资源数据空间组织结构图

地表基质的概念及特征

根据自然资源部《自然资源调查监测体系构建总体方案》的通知,地表基质是指地球表面覆盖的一层固体物质,包括土壤、岩石、沉积物等。它是地球表面的固体层,也是生物生存和生态系统运行的基础。首先,地表基质由不同粒径、组成和结构的颗粒物质组成,具有一定的物理、化学和生物性质。它可以被细分为不同的地质或地球化学单元,例如土壤层、岩石层、沉积物层等。

地表基质的不同特征和组成反映了地球的多样性和演化历史。不同地区的地表基质类型和性质各异,受地质、气候和生物等因素的影响形成了多种不同特征的地貌和生态系统。地表基质的形成经历了风化、侵蚀、沉积和生物作用等一系列复杂过程,它具有多种功能,如为植物提供生长和营养介质、调节水分、维持可持续农业和森林资源、支撑地质形态和调节水循环等。地表基质对水分、养分、气候、植被等因素起着重要的调节作用,能够调节水分的储存与排泄,影响水文循环和地下水形成。地表基质也为各种生物提供栖息地,影响生态系统物质循环、能量流动及其稳定性。

相对于地表覆盖层,地表基质层相对稳定,不容易受人类活动的剧烈变化影响。它的稳定性使得它成为维持生态平衡和支持人类生产生活的重要基础。地表基质层可以看作是地球的“皮肤”,反映了地球的多样性和演化历史,也是各要素联系和协调的纽带,在生态系统支持、农业生产、水资源调控、自然灾害防治、土地规划和城市建设等方面,地表基质起着关键作用。

地表基质层的形成涉及地质、气候和生物等多种因素的影响。地质作用包括构造运动、岩浆活动、侵蚀作用、变质作用、风化作用、剥蚀作用、搬运作用和沉积作用等,是形成地表基质层的基础。岩石形成源于地球内部的岩浆活动、岩石变质和沉积作用。火成岩是通过岩浆冷却成形的主要岩石类型。其他地表基质如砾、土、泥等是由岩石经历风化、搬运和沉积等表生地质作用形成。气候变化对地表基质的形成和演变也起重要作用,包括降水、温度和风力等因素。降水可以将岩石颗粒带到地表,并通过冲刷作用将其磨碎形成较小的砂、泥、黏土等。温度变化导致岩石膨胀和收缩,促进岩石的破碎和风化。生物活动也对地表基质的形成有重要影响,是土壤有机物来源和土壤形成过程中最活跃的因素。植物通过根系渗透作用将土壤颗粒黏结在一起,分泌有机物质,形成肥沃土壤。同时,生物也分解有机物质,参与地表基质的化学循环。

地球“皮肤”的全面体检

地表基质作为地球的“皮肤”,承载着各类地表自然资源与生态系统,地表基质调查就是要给地球的“皮肤”做一次全面“体检”。

地表基质调查采用“空天地井钻结合”一体化调查手段,旨在查清一定区域范围内地表基质类型、状态、组成、理化性质及地表景观属性等,全面掌握区域自然资源本底现状。通过对地表基质的调查和研究,可以深入了解地球表面的物质组成和演变过程,科学有效服务自然资源统一管理、国土空间整体规划和生态环境保护修复,促进人与自然的可持续发展。

(作者单位:中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心)